高圧ガス製造保安責任者 乙種機械 学識 練習問題 第9問: 実在気体の圧縮係数Z（Z＝PV/(nRT)）について、誤っているものはどれか。

誤っているのは「Zが1より小さいとき、実在気体の体積は、同じ物質量・温度・圧力の理想気体より大きい」です。圧縮係数はZ＝PV/(nRT)で、同じ物質量・温度・圧力の理想気体の体積をV₀＝nRT/Pとすると、実在気体の体積はV＝ZV₀です。

Z＜1ならV＜V₀で、体積は理想気体より小さくなります。理想気体ではPV＝nRTが成り立つのでZ＝1で、Zの1からのずれが理想気体との違いの大きさを表します。

Zは同じ気体でも温度と圧力で変わり、高温・低圧ほど分子間の引力や分子自身の大きさの影響が小さくなって1に近づきます。Zが1より小さくなるのは主に分子間の引力の影響で、圧力をさらに高めると分子自身の大きさの影響が強まり、Zが1を超えることがあります。

Z＜1の実在気体の体積は、同じ物質量・温度・圧力の理想気体より小さくなります。